Вирус враг или друг сообщение

Обновлено: 30.06.2024

Интересная статья о том, какова роль вирусов в эволюции человечества. Для отдельно взятого человека, зараженного каким-либо вирусом, этот вирус, конечно, большое зло. Но для человечества в целом, все далеко не так однозначно.

Нам часто приходится сталкиваться с различными болезнями, которые связанны с вирусными инфекциями. Мы слышим о том, что вирусы могут быть биологическим оружием, и от них умирают сотни тысяч людей. Да, вирус СПИДа стал причиной пандемии на всей планете, а вирус Эбола может убивать целые деревни в Африке. Но. Есть учёные, которые утверждают, что вирусы – это один из важных факторов эволюции. Как так могло случится, что один из врагов человечества помог ему стать во главе природы? Начнём с того, каким образом вирусы живут в человеческих клетках и что им от нас нужно.

Вирусы поражают не только животных, но и растения, грибы, бактерии и даже другие вирусы. Предполагают, что на каком то этапе эволюции эти агенты отделились от клеточных форм и продолжали эволюционировать параллельно. Какую цель вирус ставит перед собой поражая клетку? Начнём с того, что ни один вирус не может размножаться за пределами клетки-хозяина, это неклеточная форма жизни, которая имеет в своём составе только ДНК/РНК и некоторые белки, которые защищают генетическую информацию и необходимы для первых этапов инфекции клетки. Попав в клетку, вирусу нужно как можно эффективнее размножатся, используя клеточные ферменты, что в большинстве случаев и нарушает её работу.

Кроме того, очень часто вирусные частицы, которые образовались в клетке могут убить её во время выхода в межклеточное пространство. Но это очень не выгодно - убивать свой дом. Потому большинство вирусов имеют своего хозяина, как, например, вирус герпеса человека, который поражает долгое время человеческий род. Такие вирусы адаптировались под своих хозяев и не приносят им значительного вреда. Потому приблизительно 95% населения Земли имеет вирус герпеса человека, но от этого нам не грозит вымирание.

В зависимости от того, в каком виде у вируса закодирована генетическая информация и жизненного цикла, они могут размножаться очень разными способами. Одним из наиболее интересных способов является размножение ретровирусов. Это РНК-содержащие вирусы, которые, попав в клетку, синтезируют из этой РНК ДНК, эта ДНК встраивается в геном хозяина, а уже из неё, вместе с полезными белками клетка синтезирует и вирусные. Клетка ведь не знает какая ДНК её, а какая - вируса, раз эта ДНК в моём геноме, то стоит делать то, что на ней написано. А если такой вирус вмонтировался в половые клетки, то он будет очень легко передаваться вертикальным способом, то есть от родителей к ребёнку. А ребёнок подхватит ещё парочку таких вирусов и передаст их своим детям и так далее.

Вирусы намного древнее человека, они уже существовали, чуть ли не с первых дней зарождения Земли, и являются полноправными хозяевами планеты. Есть теория, что почти три миллиарда лет тому назад они возникли в результате деградации одноклеточных паразитов. Так, совсем недавно, в 2015 году на Чукотке глубоко в грунте был обнаружен огромный вирус, состоящий из 500 генов. Он получил название Молливирус Сиберикус. Как выяснилось ему около 30 тысяч лет, то есть он существовал ещё во времена мамонтов. В глубокой заморозке ниже минус 80 градусов вирус находится в спящем безопасном состоянии. А сколько собратьев этого гиганта ещё скрывают мировые ледники, и что будет, когда они растают, а новые неизведанные микробы оживут?

Вирус (происходит от латинского слова virus — яд) – это форма перехода от неорганической материи к органической живой материи. Такая форма существует в виде неклеточного инфекционного агента, способного воспроизводить себя внутри живых организмов, захватывая большое количество клеток. При этом вирусами поражаются и растения, и животные, и люди, и даже другие бактерии и археи. Вирусы бактерий имеют особое название, бактериофаги. А способных реплицироваться только в присутствии других вирусов называют вирусами-сателлитами.

Основу абсолютно любого вируса образуют три составляющих: белок, одна нуклеиновая кислота, зольные элементы. Каждой разновидности микробов требуются свои параметры для жизнедеятельности: определенное содержание кислорода (или вовсе его отсутствие, как у анаэробов), требуемый температурный режим, давление и необходимое количество питательных веществ. Вирус выдерживает низкие температуры сохранения, а вот открытый воздух приводит его к гибели в считанные минуты.

В 21 веке выявлено уже более 70 видов опасных для людей вирусов, угрожающих не просто его здоровью, но и жизни. Например, в прошлом столетии вирус оспы скосил 500 млн. человеческих жизней. Главный научный сотрудник, академик НИИ вирусных препаратов РАМН Юрий Гендон утверждает, что современный человек абсолютно не имеет никакого иммунитета к оспе. Работавшие в Египте археологи установили, что даже в мумии таится смертельная опасность, на остатках её кожи обнаружили следы оспы.

Вирус чумы убил в Европе в середине 14 века от 30 до 60 млн. человек. Этот вирус может веками храниться в органических остатках и в норах грызунов. Распространенный на сегодняшний день синдром хронической усталости может быть вызван вирусом Эпштейна-Бара, а мгновенно передающийся вирус герпеса называют ещё болезнью поцелуев.

Другое новое заболевание 20-го века это СПИД, то есть синдром приобретенного иммунодефицита. Его вызывают особые микроорганизмы – вирусы иммунодефицита человека, которые попадая в человеческий организм, забираются в кровяные тельца, точнее в Т-лимфоциты и блокируют их способность бороться с инфекцией. Известно, что ВИЧ искусственно создали. По мнению английского ученого Эдварда Хупера, он распространился из-за халатности, допущенной американскими и бельгийскими учеными. Если не принимать никакого лечения, то из-за ВИЧ иммунные заболевания приведут к смерти человека в течение 10 лет с момента заражения. Медикаментозное вмешательство позволяет продлевать жизнь ВИЧ-инфицированным людям лет на 50-60. На территории России сегодня таких пациентов уже около 1 млн. человек, из них лишь 110 тысяч наблюдаются и принимают противовирусные средства. Такое лечение стоит примерно 20 млрд. рублей в год и оплачивается из государственного бюджета. Остальные жизни унесет вирус, а это практически два миллионных города.

Но оказывается не все вирусы враги человеку, есть среди них и наши союзники. Кроме того, в природе круговорот веществ не возможен без вирусов. Так, проявление их биогеохимической деятельности наблюдается в различных реакциях разложения органических веществ, и в процессе окисления водорода, метана, серы, в реакциях восстановления сульфатов. Именно микробами вырабатывается азот (N), один из важнейших биогенных элементов, входящих в состав молекул белка живых существ. Другой пример, вирус циановах уничтожает распространяемые морскими сине-зелеными водорослями цианобактерии, опасные для человека выработкой токсических веществ. А благодаря эндогенным вирусам возможно зачатие ребенка, то есть зарождение человеческой жизни. Эти вирусы блокируют Т-лимфоциты материнских яйцеклеток, чтобы они не убивали чужеродные сперматозоиды. И нашими пищевыми пристрастиями также руководят колонии вирусов населяющие наш организм. Таким образом происходит явное сотрудничество между некоторыми вирусами и человеком.

Правозащитники утверждают, что с 1986 года специалисты военного ведомства США начали негласно испытывать биологическое оружие, прикрываясь внедрением вакцинации среди африканского населения. Подобное сделали ещё века три назад англичане, переселяющиеся в Америку. Они привезли коренным индейцам в подарок одеяла, инфицированные вирусом оспы, что за полвека привело к огромному количеству умерших от этого заболевания. Поэтому сегодня возникает вопрос, а может вспышка лихорадки Эбола одновременно в разных странах Африки не является случайностью?

Начало 21 века ознаменовано чередой непрерывных очагов заболеваемости. 2003 год привнес в мировую копилку пурпурную смерть, по земному шару стала распространяться так называемая атипичная пневмония, представляющая собой тяжелый острый респираторный синдром. Новый штамп так называемого птичьего гриппа H5N1 проявил себя в 2006 году. Заразилось 17 человек, хотя шумиха была мирового уровня. 2009 год поражен новым штампом теперь уже свиного гриппа H1N1. Именно тогда всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) впервые объявила о пандемии (то есть эпидемии мирового уровня). В Гонконге и в Северной Америке, например, вводится режим чрезвычайной ситуации. Как это ни странно, за месяц до объявления пандемии ВОЗ облегчила критерии объявления пандемии по свиному гриппу до 10 тысяч заболевших людей, в то время как ежегодно по обычному сезонному гриппу отмечают по 500 млн. заболевших. Через год ПАСЕ (Парламентская ассамблея Совета Европы) признало это аферой, а тем временем вакцинация населения принесла и приносит огромный доход фармацевтам по всему миру. Но это ещё не всё, по утверждению вирусолога из России Владимира Блинова, в 2017 году миру грозит новая опасность в виде смертельной пандемии гриппа H2N2, придет она из Китая, а вакцины от неё ещё нигде нет.

В тоже время, не безызвестный в микробиологии американский врач Леонард Горовец выступил с заявлением, что использование вакцины вызывает больше смертельных случаев, чем сам штамп свиного гриппа. Статистика показывает, что провакцинированные граждане болеют в разы чаще непровакцинированных. Так, в 2010 году выяснили, что вакциной от вируса папилломы человека можно спровоцировать у вакцинированных женщин развитие рака шейки матки и проявление бесплодия. Поэтому такую вакцинацию ещё в 2011 году запрещают в Индии и Франции. Но к тому времени её уже широко применили в Ираке, Ливии и начали применять в России. Неужели цель мирового правительства (кооперации фондов богатейших людей мира Билла Гейтса, Слим Элу, Рокфеллера, Ротшильда, Уоррена Баффетта, Арно и прочих) сократить население нашей планеты до 1 млрд. человек? Получается, что главная опасность и мощь вирусов состоит в сознательном управлении ими сильными мира сего.

Дочитали статью до конца? Пожалуйста, примите участие в обсуждении, выскажите свою точку зрения, либо просто проставьте оценку статье.

Грипп, ВИЧ, Эбола – мы привыкли думать, что вирусы несут нам только угрозу. Но на самом деле большинство вирусов безвредны; более того, они наши незаменимые помощники. Вирусы есть повсюду: в воздухе, растениях и животных, внутри нас самих и даже на нашей коже. Они борются с бактериями, влияют на погоду, наше самочувствие и настроение, могут способствовать ожирению или лечить от него. Вирусы – часть нашего генома! Они помогли нам стать теми, кто мы есть. Известная вирусолог Карин Мёллинг описывает невероятный и мало знакомый нам мир вирусов. Из книги вы узнаете о прошлом вирусов, о том, как они помогали людям эволюционировать, и о том, как мы можем использовать их в будущем.

История медицины обусловила формирование одностороннего представления о вирусах как о возбудителях заболеваний. Мы узнали о вирусах именно от медиков. Большинство вирусных заболеваний неизлечимо — эффективного лечения нет, что способствовало формированию негативного мнения о вирусах. На протяжении веков люди были бессильны против вирусных инфекций. Полиомиелит, корь, ветряная оспа и грипп уничтожали культуры, решали исход войн, приводили к разрушению городов и истребляли население на огромных территориях. Люди были не в состоянии отличить вирусные инфекции от бактериальных, но, в сущности, в этом не было необходимости, поскольку, как свидетельствуют результаты самых последних исследований, бактерия Yersinia pestis, возбудитель чумы, приобрела столь выраженный смертоносный характер в силу воздействия на нее фага — вируса, обитающего в бактерии.

Человечество научилось отличать вирусы от бактерий лишь в последние сто лет. Самое очевидное различие — это размер. Вирусы в большинстве случаев меньше бактерий (хотя бывают и исключения из этого правила), и по крайней мере в настоящее время их репликация зависит от клеток, включая клетки животных, растений и бактерий. Бактерии, в отличие от вирусов, могут размножаться автономно. В настоящее время вирусы не обладают такой способностью, хотя, вполне возможно, в далеком прошлом они могли это делать. Как бактерии, так и вирусы являются возбудителями заболеваний. Антибиотики уничтожают бактерии, но не вирусы. Если врач все же назначает антибиотики, значит, это делается для профилактики развития у пациента бактериальной суперинфекции. Существует очень много книг о вирусах как возбудителях заболеваний. На протяжении многих лет именно этому я учила студентов-медиков в Берлинском и Цюрихском университетах. Но в этой книге я пишу совершенно о другом.

Альтернативный взгляд на проблему тоже нужен. Благодаря новым технологиям вирусология с начала века полностью изменилась. Если ранее мы воспринимали вирусы как врагов человека и животных и даже всех форм жизни, то в настоящее время осознаём, что вирусы внесли свой вклад в зарождение жизни на Земле и с тех пор по сей день оказывают положительное влияние на развитие всего живого на планете. За последние 10 лет или около того наши представления обо всех микробах — вирусах и бактериях — кардинально изменились. Новые методы, новые экспериментальные подходы и новые чувствительные методы детектирования позволили выяснить, что вирусы далеко не только патогенны. Разве не удивительно, что вирусы не распространяются быстрее, чем это происходит, учитывая, что ежегодно совершается более 3 млн авиарейсов с пассажиропотоком около 300 млн человек, и при этом воздух на борту самолета просто рециркулируется, а не очищается с помощью дорогостоящих стерилизующих фильтров. Большинство вирусов и других микроорганизмов безвредны для своих хозяев, и это нужно помнить.

Последовательности вирусных и бактериальных геномов входят и в наш геном. Это кажется невероятным. Что в нас осталось от человека? Одной из причин, почему я взялась за эту книгу, было желание рассказать об этом как можно большему числу людей.

Бактерии называют нашим вторым геномом. Это общепризнанное представление. Нам придется добавить к ним вирусы в качестве третьего генома. А кроме того, существуют миллионы грибков. Они — наш четвертый геном? А как насчет архей? Да, конечно, они тоже вносят свой вклад.

После Большого взрыва

Большой взрыв произошел почти 14 млрд лет назад. С этого началась Вселенная, но не жизнь! С тех пор Вселенная постоянно расширяется. Солнце возникло 4,5 млрд лет назад, и среди астероидов и космических тел, населяющих Вселенную, сформировалась наша Солнечная система. Под действием силы гравитации твердые тела и газ соединялись и формировались более тяжелые элементы. Они сталкивались и группировались, образуя планеты, вращающиеся вокруг Солнца. В настоящее время большинство некрупных астероидов не в состоянии пройти через атмосферу Земли, это так называемые падающие звезды, которые можно наблюдать в ночном небе, ярко вспыхивающие и умирающие.

Вместо Адама и Евы

12 000 лет назад наши предки, охотники и собиратели, осели на земле и стали земледельцами, держали скот. Затем наши предки начали пить молоко, или по крайней мере большинство из них. Некоторые, как я, например, до сих пор не могут к нему привыкнуть. Чтобы организм мог переваривать молоко, необходима определенная мутация. Молоко защищает человеческий организм от дефицита витамина D, что является селективным преимуществом для людей, проживающих в северных регионах и испытывающих недостаток в солнечном свете. Примерно 12 000 лет назад закончился последний ледниковый период и люди перешли из Сибири в Америку. Это было началом нашей цивилизации.

Соседство домашнего скота и людей привело к передаче от животных человеку заболеваний, известных как зоонозы. Животные и по сей день остаются самым распространенным источником инфекционных заболеваний. Так, мясо лесной дичи, содержащее обезьяний вирус, попало в пищевую цепочку человека, вызвав возникновение ВИЧ, а крыланы стали источником вируса Эбола. За последние 2,5 млн лет было 20 ледниковых периодов, а потепление было скорее промежутками между ледниковыми периодами. Одна из причин этого явления — изменение орбиты Земли вокруг Солнца каждые 100 000 лет. Есть простой способ запомнить периодичность наступления ледниковых периодов: 450 000, 350 000, 150 000 и 50 000 лет назад. Последний ледниковый период закончился примерно 12 000 лет назад. Цикл прецессии оси вращения Земли составляет 24 000 лет, что влияет на климат. В следующий раз климат изменится при наступлении очередного ледникового периода, и это произойдет через 39 000 лет. Но кого сейчас волнует проблема глобального похолодания? Наоборот, мы обсуждаем проблему глобального потепления. В истории нашей планеты не известны модели, объясняющие быстрое изменение климата, но поскольку были ледниковые периоды, то должны были наблюдаться и периоды глобального потепления.

Сначала были вирусы

Мой коллега Экард Уиммер из Университета штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук изучает одну из самых мелких вирусных частиц, а именно возбудитель полиомиелита, который состоит из 3 326 552 атомов углерода, 492 288 атомов водорода, 1 131 196 атомов кислорода, 98 245 атомов азота, 7501 атома фосфора и 2340 атомов серы. Поскольку удалось определить молекулярный состав этих вирусных частиц, он охарактеризовал вирус как химическое соединение, по крайней мере пока вирус находится вне клетки. Как только он проникает в клетку, то перестает быть химическим соединением, поскольку самостоятельно реплицируется и размножается. Такое существование в двух формах довольно уникально. В таком случае сам по себе человеческий организм тоже всего лишь химическое соединение? Это не так.

Как давно мы знаем о вирусах? Давайте совершим экскурс в прошлое. Тридцать пять лет назад ВИЧ вторгся в человеческую популяцию, и на данный момент от него погибло более 37 млн человек. Сто лет назад вирус гриппа во время Первой мировой войны унес жизни почти 100 млн человек. Корь, которую конкистадоры принесли в Мексику из Европы, привела к гибели индейцев майя. В Средние века бактерия чумы уничтожила треть населения Европы, около 25 млн человек. За 600 лет до этого, в 542 г., от чумы Юстиниана погибло все население Рима. Заболевание приняло характер пандемии и охватило все Средиземноморье, вплоть до Константинополя. На пике пандемии ежедневно умирали 6000 человек. Фукидид описывал неизвестную болезнь, поразившую население Афин во время Пелопоннесской войны (около 400 г. до н. э.). Эта болезнь могла быть вызвана вирусом Эбола, кори, оспы или иными вирусами, или бактерией pesti. 3500 лет назад египетский фараон, видимо, страдал полиомиелитом, если судить по изображению человека с парализованными ногами на саркофаге. Ретровирусоподобные элементы присутствовали у неандертальцев, которые жили 250 000–300 000 лет назад, после чего неандертальцы вымерли. А потом наступает провал в нашем понимании истории развития жизни на Земле. Большое удивление вызвало открытие ВИЧ-подобного вируса у кроликов, а именно кроличьего эндогенного лентивируса типа K (RELIK), возраст которого составляет 12 млн лет.

Возраст другого ВИЧ-подобного вируса, выявленного у лемуров (родственников обезьян) на острове Мадагаскар, может составлять 4,2 млн лет. Никто не ожидал, что ВИЧ-подобные вирусы могут существовать так долго и даже передаваться по наследству.

Нужно помнить несколько цифр: у вирусов, в частности у ВИЧ, — 10 генов, у фагов — 70, у бактерий — 300, у человека — 20 000–22 000, у банана — 32 000. Это что же, у банана больше, чем у человека? Как ни странно, да! И все же бананы не умнее нас. Это неоднократно называлось парадоксом: размер генома и число генов никак не соотносятся со сложностью того или иного вида. У человека не самое большое число генов, но у него самые длинные гены, и самое главное, эти гены способны лучше рекомбинироваться (путем сплайсинга, о чем пойдет речь в следующей главе) для повышения их общей сложности, превосходя в этом отношении все прочие известные виды. И наконец, один ген какого-либо вируса состоит примерно из 1000 нуклеотидов.

Матрос и сплеснивание

Наши гены имеют неоднородную структуру: они состоят из экзонов — участков, которые можно транслировать в белки, и интронов — промежуточных участков, которые удаляют, для чего их отрезают и сращивают (вновь соединяют) концы РНК. Гены человека в среднем имеют примерно 7–9 экзонов, между которыми расположены интроны. Представьте себе садовую изгородь, состоящую из столбов, чередующихся с пустым пространством, — это напоминает экзоны и интроны, хотя экзоны и интроны расположены с менее выраженной регулярностью. Более того, некоторые интроны могут оказаться очень большими (представьте себе калитку в изгороди).

Вирусы — живые или неживые?

Вирусы не лишены признаков жизни — по крайней мере они более живые, нежели камень или кристалл. Можно слишком упростить понимание этого вопроса, сказав, что любые микроорганизмы, которые по размеру меньше вируса, — неживые, а более крупные микроорганизмы — живые. Вирусы находятся на границе между живым и неживым или же являются тем и другим одновременно. Я не усматриваю никакой сингулярности, не ставлю точки и не определяю четкую границу; речь, скорее, идет о постепенном переходе от отдельно взятой биомолекулы к клетке. На заре зарождения жизни на Земле РНК-содержащие вирусы были самыми крупными биомолекулами и существуют до сих пор.

Вирусы действительно внесли свой вклад в образование клеток. Это очевидный факт, а не предположение. Современные вирусы — паразиты, они зависят от клеток. Вирус-паразит может передать свои функции хозяину и покинуть его с меньшим количеством генов, чем если бы он был сам по себе или ему приходилось бы выживать вне клетки-хозяина. Все выявляемые в настоящее время вирусы — паразиты, зависящие от клеток. Эволюция идет не только от простых структур к сложным, она может идти и в обратном направлении. Сложные структуры могут становиться проще, могут терять гены, делегировать свои функции и становиться специализированными. В зависимости от условий окружающей среды способности могут быть приобретены или утрачены. Примером тому служат митохондрии. Подождите, вот дойдем до последней главы этой книги!

Запомните общее правило: вторжение захватчиков может привести к объединению всех защитных сил или к поражению, вызванному чрезмерным стрессом, что относится и к человеческому обществу!

Читайте также:

Вирус враг или друг сообщение

Оглавление